Če otrok skoči v bazen in ni nikogar, ki bi ga videl, ali naredi pljusk? Seveda je tako. Splash je nagrada za skok. Otroci ne bi tekli po bazenu in se vedno bolj umikali, da bi to dosegli in vadili popolno skoči, če se je vsak vhod srečal z mlahavo požirek. Skakalci v bazen povsod živijo za izbruh vode. To je vznemirjenje, človek. In topovska krogla je kralj za pričaranje najboljšega pljuska ob bazenu.
Ste se kdaj vprašali zakaj? No, včasih je potreben profesor MIT, da razloži stvari, ki se jih vsi naučimo do petega leta starosti John Bush, profesor uporabne matematike na MIT in samoopisani dinamik tekočin, si je vzel čas, da bi delal, kar je bilo verjetno nekaj pomembnega in intelektualno produktivne stvari, ki pojasnjujejo, zakaj so topovske krogle — in to se zdi kot tehnični izraz — tako razpršene in kako narediti najboljše eno.
flickr / Jlhopgood
Najprej lekcija. Obstajajo štirje primarni mehanski koncepti, ki medsebojno delujejo, ko gledate, kako nekdo skače v bazenu: gravitacija, upor oblike, vztrajnost tekočine in, kar zadeva topovske krogle, Worthington curek.
Povlecite obrazec: "Ko se velik predmet premika skozi tekočino, dobite upor, ki se imenuje upor oblike," pravi Bush. Sprememba gostot, skozi katere prehaja predmet, je tudi v tem primeru zelo pomembna, saj sprememba prehajanja skozi zrak v vodo ustvarja vpliv.
Vztrajnost tekočine: Telo, ki udari v vodo, se bori proti uporu vode ali njeni vztrajnosti tekočine. »V bistvu dobite tlak, ki se upira vašemu gibanju, ki je sorazmeren z vašo hitrostjo, kvadratom in gostoto vode,« Bush pravi. Ta koncept igra tudi vlogo pri preskakovanju kamnov in sposobnosti nekaterih kuščarjev teči po vodi.
Worthington Jet: Ko padeš kroglo v tekočino ustvari luknjo v vodi in voda, ki je bila potisnjena na stran, nato hiti nazaj, da zapolni to luknjo. "V bistvu, ko udarite na površino, izpodrivate vodo," pravi Bush. "Za seboj pustite votlino in pljusk povzroči propad votline," pravi Bush.
Pomislite na olimpijske visoke potapljače, katerih cilj je ustvariti najmanjši pljusk, ki ga lahko. Razlog, v terminologiji mehanike tekočin, da tako neslavno poskušajo vstopiti v vodo čim bolj naravnost gor in dol, je izpodrivati čim manj vode.
"Kar je v resnici pokazatelj, koliko sile vzdržujete med udarcem," pravi Bush.
gravitacija: Dlje kot padete, hitreje potujete, ko udarite v vodo (tu ne upoštevajte koncepta končna hitrost, ki v idealnem primeru ne bo igral v vašem lokalnem bazenu).
"Ko greste višje, greste hitreje, zato je vpliv večji," pravi Bush.
Torej, če povzamemo: skakalec s topovi pospešuje po zraku, ko se spušča, dokler ne udari v mirno vodo. Nato izgubijo moč, medtem ko padajo pod površje; za delčke sekunde nad njimi v vodi obstaja votlina, ki jo voda naravno hiti, da jo zapolni, kar vodi do navpičnega pljuska – in za te namene idealno velik.
flickr / Loren Kerns
Torej, zakaj Cannonballs?
Skok za skokom, pravi Bush, najboljša stava za dosledno izpodrivanje največ vode je topovska krogla. Zakaj? Fizika, seveda. Skakalec običajno predstavi najbolj izpostavljeno površino vode, hkrati pa poveča globino spusta v vodo.
Seveda niso vse topovske krogle enake. Majhni otroci to že vedo - večji kot je skakalec, večji je pljusk. Zakaj? "Premaknjena prostornina bo sorazmerna z vašo velikostjo," pravi Bush. Zato bo topovska krogla, ki jo ustreli suh 8-letnik, zbledela v primerjavi s tehnično brezhibnim potopom, na primer sumo rokoborca – ali samo 8-letnika huskyja.
Kaj pa Belly Flop ali Jackknife?
Zagovorniki oz trebušček nedvomno jok neustrezen zaradi vsega zgoraj navedenega. Njihovi mučeni trebuhi ponižno protestirajo, da je ploski udarec najbolj brizgana od vseh možnosti. Morda imajo delno prav, pravi Bush, saj bodo trebušne flomastre ustvarile večji vodoravni razpršilec kot topovska krogla. "Preprosto zato, ker na ta način povečate izpostavljeno [površino]," pravi Bush. Toda navpična pot pljuska trebušnega flopa bo veliko nižja od topovske krogle, pravi Bush, zaradi česar ni idealna za zmagovanje na tekmovanjih splash. "In seveda bo bolelo kot pekel."
Medtem ko trdi, da je topovska krogla najbolj konsistenten skok, ki ustvari največ pljuska, Bush dopušča, da nož ponuja zanimivo kombinacijo globine in izpodrivanja vode, ki združuje najboljše dele topovske krogle in trebušnega flopa, kar vodi do navpičnega in vodoravnega pljuska, če je pravilno izvedeno.
flickr / Tim Pierce
"Tam dobiš nekakšen čuden pljusk, je asimetričen," pravi Bush. Ena podaljšana noga bi lahko ustvarila globljo votlino kot topovska krogla. Če k temu dodamo pogosto neustrezen kot potapljača v nožu (kar vodi do zaporedja udarcev s peto in zadnjico), boste dobili še nekaj drugih enačb. "Seveda, če greste noter bočno, pride do neke vrste bočnega pljuska samo od... vaše vodoravne vztrajnosti, ki odbija tekočino v vodoravni obliki."
Ali bi lahko pravilno izveden nož ustvaril večji pljusk kot topovska krogla? To je znanstveno zanimivo vprašanje, pravi Bush, ki zahteva nadaljnje preiskave s hitrim fotografiranjem, bazenom in voljnim testnim subjektom.
"To bi bilo zabavno narediti," pravi.
